Устройство для максимальной токовой защиты с линейной время-токовой характеристикой срабатывания Советский патент 1980 года по МПК H02H3/08 

делитель частоты и ко}л 1утатор, первый коммутируемый вход которого не посредственно, а второй - через делитель частоты/ подключены к выходу генератора импульсов стабильной частоты, управляющий вход коммутатора подключен к выходу органа сравнения напряжений и выход - к тактовому входу счетчика импульсов, причем выход пускового органа подключен к старт - стопному входу генератора импульсов стабильной частоты и к установочному входу счетчика импульсов, а выход преобразователя тока в напряжение подключен ко второму входу органа сравнения напряжений.

Суть изобретения-состоит в том, что для отсчета времени использован дискретный способ накопления (счета) импульсов от стабильного по частоте (например, кварцевого) генератора с окончанием отсчета и выдачей сигнала на исполнительный орган устройства в момент полного заполнения всего объема счётчика импульсов, который д начала отсчета был ПЕ)едустановлен посредством заполнения некоторой части своегр объема импульсами, количество которых пропорционально величине контролируемого тока. При этом предустановка счетчика импульсов методом аналого-цифрового преобразования производится с большой скоростью импульсами высокой частоты (прямо с выхода генератора импульсов), так что время предустановки ничтожно мало по сравнению с временем срабатывания защиты а досчет до полного заполнения всего объема счетчика импульсов (собственно выдержка врекюни срабатывания защиты) производится с пониженной скоростью импульсами низкой частоты (с выхода делителя частоты). Линейная время-токовая характеристика срабатывания защиты получена за счет линейной зависимости объема предустановки счетчика импульсов от величины контролируемого тоКа.

функциональная схема устройства приведена начертеже.

Устройство содержит преобразователь тока в напряжение 1, пусковой .орган 2, генератор импульсов стабильной частоты 3, делитель частоты 4, коммутатор 5, счетчик импульсов 6, цифроангшоговый преобразователь (1Ш1) 7 и орган сравнения напряжений 8. Выход счетчика импульсов 6 подключен к исполнительному органу (на чертеже не показан), например к коммутирующему элементу.

Устройство работает следукадим образом.

Преобразователь 1 тока в напряжение формирует из, контролируемого тока 3 напряжение Ugx. причем Ug - К 3g, где К - коэффициент пропорционгшьности. Это напряжение подводится к входу пускового оррана .2

где оно сравнивается по величине с .напряжением уставки срабатывания пускового органа. При срабатывании пусковой орган 2 деблокирует генератор . импульсов 3, на выходе которого при этом появляется сигнал в виде непрерывной серии импульсов неизменной частоты. Этот сигнал подводится к делителю частоты 4 и к одному из входов коммутатора 5, а выход делителя

Q частоты 4 подводится к другому входу коммутатора. Коммутатор 5 начгшьно находится в положении, при котором тактовый вход счетчика 6 соединен с выходом генератора 3. При срабатывании пускового органа 2 одновременно с деблокированием генератора 3 прекргццается принудительное удержание счетчика б в нуле и он начинает заполняться поступающими от генератора 3 импульсами, при этом на выходе

0 цифроаналогового: (ЦАП) преобразователя 7 появляется напряжение Оцд, которое изменяется, начиная с нуля, пропорционально заполнению импульсами объема счетчика 6. Это напряжение

5 сравнивается по величине с напряжением Ug,( органом сравнения напряжений 8, который при J ftx с помощью коммутатора 5 переводит счетчик 6 из режима высокочастотной преQ дустановки в режим низкочастотного досчета путем переключения тактового входа счетчика 6 с выхода генератора 3 на выход делителя частоты 4. Импульсный выходной сигнал на сраба. тывание устройства формируется при полном заполнении импульсами всего объема счетчика 6. Если полный объемi счетчика б равен N и момент равенства напряжения Uu,oin и U наступил с приходом на тактовый вход счетчика б

0 п-ного импульса, то длительность предустановки составит . TQ п , где TO - период следования импульсов на выходе генератора 3. Время досчета оставшегося объема N-n счетчика 6

5 составит К. To(N-n), где К - коэффициент деления частоты делителем 4. При этом полное время срабатывания устройства есть сумма длительности предустановки tnp и досче0 W сР TO- п + KTo(N-n). По скольку орган сравнения напряжений 8 сравнивает по величине напряжения

вх. ,w и цо.п oni (Де Лпбпррное напряжение ЦАП 7), а система

5 генератор 3 - сметчик б - ЦАП 7 представляет собой цифроаиалоговый пре- образователь с генератором линейнонарастанщего напр}1жения, то объем п предустановки счетчика 6 пропорционален величине контролируемого тока Эд5( : п 1 где K.J, - коэффициент пропорциональности. При этом полное время срабатывания устройства может быть представлено как tcp

5 ° KToN - КТоК -Звх- при тех величинг1Х контролируемого тока 5а)с когда и и м«кс (Де и,«п.глакс . и (in) орган сравнения напряжений 8 в течение всего цикла работы не действует, счетчик 6 заполняется до полного объема N импульсами высокой частоты с выхода генератора 3 и устройство работает в независимой части время-токовой характеристики с выдержкой времени tj.p.M - Tg N. Высокая точность и стабильность время-токовых характеристик срабатыв ния защиты позволит улучшить согласо ние смежных защит без накопления выдержки времени и уменьшить время отключения короткого замыкания и, тем самым, повысить эффективность действия ЗсЦЦИТЫ. Формула изобретения Устройство для максимальной токовой защиты с линейной время-токовой характеристикой срабатывания, содержащее последовательно включенные пре образователь тока в напряжение и пус ковой орган, генератор импульсов ста бильной частоты, счетчик импульсов с поразрядно подключенным к его разряд ным выходам цифроаналоговым преобразователем, а также орган сравнения напряжений, подключенный первым входом к выходу указанного цифроаналого- вого преобразователя, и исполнительный орган, подключенный к выходу счетчика импульсов, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, введения дблитель часготы и коммутатор, первый коммутируемый вход которого непосредственно, а второй - через делитель частоты, подключен к выходу генератора импульсов стабильной частоты, управлякиций вход коммутатора подключен к выходу органа сравнения напряжений и выход - к тактовому входу счетчика импульсов, причем выход пускового органа подключен к старт-стопному вхо генератора импульсов стабильной частоты и- к установочному входу счетчика импульсов, а выход преобразователя тока в напряжение подключен к второму входу органа сравнения напряжений. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1..Авторское свидетельство СССР 542285, кл. Н 02 Н 3/08, 1975. 2. Авторское свидетельство СССР по заявке 2633155/24-07, кл. Н 02 Н 3/08, 1978.